ワイヤレス通信-衛星

衛星は、別のオブジェクトを中心に回転するオブジェクトです。たとえば、地球は太陽の衛星であり、月は地球の衛星です。

通信衛星*は、電気通信、ラジオ、テレビ信号に使用される空間内の*マイクロ波中継局*です。通信衛星は、1つの地球局からのデータを処理し、データを別の形式に変換して2番目の地球局に送信します。

サテライトの仕組み

地球上の2つのステーションは、ラジオ放送で通信したいが、従来の手段を使用するには遠すぎます。 2つのステーションは、通信にリレーステーションを使用できます。 1つの地球局が衛星に信号を送信します。

アップリンク周波数*は、地上局が衛星と通信している周波数です。衛星トランスポンダーは信号を変換し、2番目の地球局に送信します。これは*ダウンリンク周波数*と呼ばれます。 2番目の地球局も同じ方法で最初の地球局と通信します。

サテライトの利点

衛星通信の利点は次のとおりです-

カバレッジエリアは、地上システムのカバレッジエリアよりも非常に高くなっています。
送信コストは、カバレッジエリアに依存しません。
より高い帯域幅が可能です。

サテライトの欠点

衛星通信の欠点は次のとおりです-

衛星を軌道に投入するのは費用のかかるプロセスです。
帯域幅は徐々に使い果たされます。
従来の地上システムよりも衛星システムの伝播遅延が大きい。

衛星通信の基本

衛星通信のプロセスは、*地球局*から始まります。ここでは、地球の周りの軌道にある衛星から信号を送受信するように設計されています。地球局は、高出力の高周波（GHz帯）信号の形式で衛星に情報を送信します。

衛星は、信号を地球に*受信*および*再送信*し、衛星のカバレッジエリア内の他の地球局で受信します。 *衛星のフットプリント*は、衛星から有用な強度の信号を受信する領域です。

地上局から衛星を介したチャンネルへの伝送システムは、*アップリンク*と呼ばれます。衛星から地上局までのチャネルを介したシステムは、*ダウンリンク*と呼ばれます。

衛星周波数帯

通信に一般的に使用される衛星周波数帯域は、* Cband、Ku-band、、および *Ka-band です。 CバンドとKuバンドは、今日の衛星で一般的に使用される周波数スペクトルです。

周波数と波長の間には逆の関係があることに注意することが重要です。周波数が増加すると、波長が減少するため、*アンテナの直径*と*送信周波数*の関係を理解するのに役立ちます。波長が長くなるにつれて信号を収集するには、より大きなアンテナ（衛星アンテナ）が必要です。

地球軌道

宇宙に打ち上げられた衛星は、科学的、軍事的、商業的を問わず、アクセシビリティを維持し、目的を果たすために、特定の軌道に配置してその革命に特定の方法を提供する必要があります。地球に関して衛星に割り当てられたそのような軌道は、*地球軌道*と呼ばれます。これらの軌道の衛星は地球軌道衛星です。

地球軌道の重要な種類は-

地球同期地球軌道
静止地球軌道
中地球軌道
低地球軌道

地球同期地球軌道（GEO）衛星

地球同期地球軌道衛星は、地球から22,300マイルの高度に配置された衛星です。この軌道は*実際の1日*（つまり、23時間56分）と同期されます。この軌道は、*傾きと偏心*を持つことができます。円形ではないかもしれません。この軌道は、地球の極で傾くことができます。しかし、地球から見ると静止しているように見えます。

同じ地球同期軌道。*円形*で赤道面内にある場合、静止軌道と呼ばれます。これらの衛星は、地球の赤道上空35,900km（静止軌道と同じ）に配置され、地球の方向（西から東）に対して回転し続けます。これらの衛星は地球に対して「静止」していると考えられているため、その名前が暗示しています。

静止地球軌道衛星は、天気予報、衛星テレビ、衛星ラジオ、その他の種類のグローバル通信に使用されます。

GEO

上の図は、静止軌道と静止軌道の違いを示しています。回転軸は地球の動きを示します。

ここで注意すべき主な点は、すべての静止軌道が地理同期軌道であることです。しかし、すべての地理同期軌道は静止軌道ではありません。

中地球軌道（MEO）衛星

中地球軌道（MEO）衛星ネットワークは、地球の表面から約8000マイルの距離を周回します。 MEO衛星から送信される信号は、より短い距離を移動します。これは、受信側での信号強度の改善につながります。これは、より小さく、より軽量な受信端末を受信端で使用できることを示しています。

信号は衛星との間でより短い距離を移動するため、伝送遅延が少なくなります。 *送信遅延*は、信号が衛星に到達して受信局に戻るまでの時間として定義できます。

リアルタイム通信の場合、伝送遅延が短いほど、通信システムは良くなります。例として、GEO衛星が往復に0.25秒を必要とする場合、MEO衛星は同じ旅行を完了するのに0.1秒未満を必要とします。 MEOは2 GHz以上の周波数範囲で動作します。

低地球軌道（LEO）衛星

LEO衛星は、主に3つのカテゴリ、すなわち、リトルLEO、ビッグLEO、およびメガLEOに分類されます。 LEOは地球の表面から500〜1000マイルの距離を周回します。

この比較的短い距離は、伝送遅延をわずか0.05秒に短縮します。これにより、敏感でかさばる受信機器の必要性がさらに減少します。ほとんどのLEOは800 MHz（0.8 GHz）の範囲で動作します。 Big LEOは2 GHz以上の範囲で動作し、Mega-LEOは20〜30 GHzの範囲で動作します。

*Mega-LEO* に関連付けられているより高い周波数は、より多くの情報伝達容量に変換され、リアルタイムの低遅延ビデオ伝送方式の機能を実現します。

高高度長時間耐久（HALE）プラットフォーム

実験的なHALEプラットフォームは、基本的に通信機器を搭載した非常に効率的で軽量な飛行機です。これは、*非常に低い地球軌道の静止衛星*として機能します。

これらの工芸品は、バッテリーと太陽光発電または高効率のタービンエンジンの組み合わせによって駆動されます。 HALEプラットフォームは、高度70,000フィートで* 0.001秒未満の送信遅延*を提供し、さらに非常に軽量のハンドヘルド受信デバイスでは*より優れた信号強度*を提供します。

軌道スロット

ここで、静止軌道に* 200を超える衛星*がある場合、それらが互いに衝突したり、空間内の同じ場所を使用しようとしたりしないようにするにはどうすればよいかという疑問が生じます。この問題に答えるために、国際電気通信連合（ ITU ）のような国際規制機関および連邦通信委員会（ FCC ）のような中央政府機関は、通信衛星を配置できる静止軌道上の位置を指定します。

これらの場所は経度で指定され、*軌道スロット*と呼ばれます。 FCCとITUは、軌道スロットに対する大きな需要により、CバンドとKuバンドの衛星に必要な間隔をわずか2度まで段階的に縮小しました。

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